Determinación de las deficiencias en el proceso de torneado con CNC

El análisis de la información capturada en campo muestra que el modelo matemático vigente utilizado en las industrias donde se realizó la investigación, es el propuesto por F.W. Taylor de principios del siglo XX, para determinar el tiempo de vida útil del filo de la herramienta de corte (4) (5). El cual ya no es útil en la época actual, debido a los cambios que han sufrido las máquinas herramienta y las herramientas de corte.

A continuación se presentan las que muestran las deficiencias de las empresas donde se realizó la investigación de campo.

La tabla 34 muestra las deficiencias observadas en campo durante la captura de datos del proceso de torneado en la empresa Bombardier Transportation.

Tabla 34. Determinación de deficiencias en la industria Bombardier Transportation

Elemento Deficiencia Justificación

Torno convencional Tiene 70 años de antigüedad

-El husillo trabaja a 15 rpm. -El torno puede trabajar a mayores revoluciones el husillo

Con las características del torno y utilizando la teoría del maquinado, se demuestra que la máquina herramienta puede trabajar a mayores revoluciones por minuto. Herramienta de corte Inserto Kennametal Modelo: KRR-658671 Catálogo 7501 Parámetros de corte 15 rpm Prof. de corte: 1.0-2.43 mm Avance: 4.35 a 7.10 mm Trabajo pendiente

Existen herramientas de corte más modernas y que trabajan con mayores

parámetros de corte.

Esta máquina herramienta trabaja con parámetros para torneado

convencional (antiguos)

Efectuar estudios de acuerdo con las características de la máquina herramienta y a las herramientas de corte modernas, para usar esos parámetros en el torneado actual.

La herramienta de corte tiene más de 10 años de antigüedad.

Se pueden incrementar los parámetros de torneado.

Se puede incrementar la productividad

Material a procesar No presenta problemas Porque tiene certificado de calidad. Nivel de preparación de los técnicos Les falta capacitación, los operarios

tienen la capacitación básica

Los técnicos cuentan con conocimientos básicos (nivel CECATI).

Aprovechamiento del tiempo productivo de los técnicos

Sólo aprovechan 85% del tiempo laborable.

Además existe mala distribución de planta.

Existen tiempos muertos porque el almacén de herramientas está a 60 metros de distancia de la máquina herramienta.

Modelo matemático utilizado Modelo antiguo Se pueden utilizar todas las características de las herramientas de corte modernas

La tabla 35 muestra las deficiencias observadas durante la captura de datos en la empresa Ejes tractivos, S. A. de C. V.

Tabla 35. Determinación de deficiencias en la industria Ejes tractivos S. A. de C. V.

Elemento Deficiencia Justificación Máquina herramienta: torno con CNC.

- Potencia: 15 HP

- Rango de rpm: 300 a 3000 Piezas producidas por filo de la herramienta variable

Rompe las herramientas de corte. El torno tiene más de 30 años de antigüedad. Tiene vibraciones Le falta mantenimiento Herramienta de corte: Inserto Kennametal - Serie: SNMG120412-MA-VE6005 -Vel. de corte: 122 m/ min.

- Prof. de corte: 0.23 a 0.38 mm (0.009” a 0.015”)

- Avance: 0.23 a 0.38 mm (0.009” a 0.015”).

Su periodo de vida es corto debido a las características físicas actuales de la máquina herramienta..

Produce menos piezas de las que debe producir.

Debe producir más piezas por hora.

La herramienta de corte se fractura después de producir pocas piezas.

Material a procesar Acero AISI 1018

El material que se recibe para tornear no tiene certificado de calidad.

La empresa no aplica ningún control de calidad al material.

La herramienta de corte se rompe de forma casi continua.

Trabajo futuro. Capacitar al personal técnico.

A primera vista se ve que el material a tornear presenta deficiencias de forma, ya que debe ser cilíndrica y se observa ovalada.

El material presenta cáscara en algunas partes de la superficie (mayor dureza) donde se tornea.

Se debe aplicar la teoría del maquinado considerando las características. modernas de las herramientas de corte. La productividad se incrementará.

Nivel de los técnicos Les falta capacitación Proporcionar capacitación específica para incrementar la productividad. Aprovechamiento del tiempo productivo Se tiene una deficiencia de hasta 24% del

tiempo productivo.

Debido a la distribución de planta.

Modelo matemático usado Convencional No maneja las variables de las herramientas de corte modernas

La tabla 36 muestra las deficiencias encontradas en la empresa Mexicana de suministros agropecuarios S. A. de C. V.

Tabla 36. Determinación de deficiencias en la industria Mexicana de suministros agropecuarios S. A. de C. V.

Elemento Deficiencia Justificación Máquina herramienta: Torno con CNC.

Potencia: 15 HP Rango de rpm: 300-3000

-Esta máquina tiene vibraciones.

- La programación del torno con CNC, no es la apropiada.

- Le falta capacitación a los operarios de máquinas herramienta.

No está bien anclada la máquina herramienta.

La programación la realizan a base de prueba y error.

La operación de esta máquina por parte del operario es de forma empírica. Herramienta de corte: Inserto

SUMITOMO 225 SUMITOMO 805 SUMITOMO 656 Parámetros de corte: - 650 rpm - Avance: 0.18 a 0.38 mm (0.007”, 0.012” a 0.015”) - Prof. de corte: 0.18 a 0.38 mm

- Piezas producidas por filo de la herramienta de corte: 25

Los parámetros utilizados en la programación del torno con CNC, no son los apropiados, debido a que no se obtuvieron por medio de cálculos. Se fracturan frecuentemente las herramientas de corte.

La programación de los parámetros de corte se realiza de forma manual y no programando a la máquina herramienta.

La herramienta de corte presenta vibraciones de forma visible.

El operario desconoce las características del torno con CNC, de la herramienta de corte y del material que se va a tornear, es decir, la programación del torno se basa en prueba y error.

Material a procesar: Acero AISI 1018 - Algunas de las piezas terminadas presentan fallas en el acabado superficial.

- Arranque de material de la superficie de trabajo.

- La herramienta de corte se fractura frecuentemente.

- El material que se procesa no tiene certificado de calidad.

- No aplica el control de calidad. - La máquina herramienta no está anclada.

- A esta empresa le falta el departamento de Ingeniería de Métodos, para programar bien a las máquinas. Nivel de estudios del técnico Les falta capacitación Se debe capacitar de forma específica a

los operarios de este tipo de máquinas para tener mayor productividad Aprovechamiento de la jornada laboral Cumple con el tiempo, pero no es

productivo

La tabla 37 muestra las deficiencias encontradas en la empresa Mecánica Falk S. A.

Tabla 37. Determinación de deficiencias en la industria Mecánica Falk S. A.

Elemento Deficiencia Justificación Máquina herramienta :Torno con CNC

- Marca: Cincinnati Milacron. - Series 1212.

Turning center. - Potencia: 15 HP - Rango de rpm: 300-3000

-El torno con CNC es programado utilizando la teoría convencional de maquinado.

- Se debe utilizar la teoría moderna en la programación del torno con CNC, con las características de las herramientas de corte modernas.

Herramienta de corte: Inserto - Marca: Kennametal CNMG 12-04-16MG, CNMG434MG, TNMG432MG - Piezas producidas por filo de la herramienta de corte: variable - Vel. de corte: 122 m/ min.

- Prof. de corte: 0.23 a 0.38 mm (0.009” a 0.015”)

- Avance: 0.23 a 0.38 mm (0.009” a 0.015”)

- Los parámetros utilizados en la programación del torno están en los límites inferiores de acuerdo con las características de la máquina herramienta y a la herramienta de corte.

- Los parámetros de torneado son modificados de forma manual. - La velocidad de corte debe incrementarse.

Los valores de los parámetros utilizados en la programación del torno con CNC, deben ser los que resulten de la aplicación de la teoría del maquinado y con la aplicación de la estadística (modelo matemático propuesto).

Material: Acero AISI 1045 Tiene certificado de calidad: Sí Se aplica control de calidad por parte de la empresa.

Los resultados del análisis de calidad del material no se utilizan para calcular y programar a los tornos con CNC.

La programación de los tornos con CNC se realiza utilizando los valores que resultan de la aplicación de prueba y error .

Nivel de estudios de los operarios Básico con experiencia empírica Les falta capacitación para poder explotar las características de estas máquinas.

Aprovechamiento de la jornada laboral Tiene una deficiencia aproximada de 24% del tiempo productivo.

Distribución de la planta de acuerdo con el espacio físico y no con el proceso productivo.

La tabla 38 muestra el concentrado de las deficiencias encontradas durante la captura de datos relacionados con el proceso de torneado en las empresas donde se realizó la investigación de

Tabla 38. Concentrado de deficiencias que existen en las empresas donde se realizó la investigación de campo y que afectan al modelo matemático utilizado en el torneado con CNC

Variables y/o elementos Bombardier Transportation Ejes tractivos S. A. de C. V. Mexicana de suministros agropecuarios S.A. de C. V. Mecánica Falk S. A. Máquina herramienta utilizada - Torno convencional con 70 años de antigüedad. - La velocidad de corte es baja, 15 rpm. - Torno con CNC. - Marca: SENEKA FALLS. - Serie: 25EW13 - Potencia: 15 HP - Rango de rpm: 300 a 3000 - Torno con CNC - Marca: CK7520 SERIES CNC LATHES - Potencia: 15 HP. - Rango de rpm: 300- 3000 - Torno con CNC - Marca: Cincinnati Milacron. - Series 1212. Turning center. - Potencia: 15 HP - Rango de rpm: 300- 3000 Herramienta de corte utilizada - Inserto - Marca: Kennametal Modelo: KRR-658671 Catálogo 7501 - Existen más modernos - Inserto - Marca: Kennametal. - Serie: SNMG120412- MA-VE6005

- Tiempo de vida del filo de la herramienta: 60 min.

- Número de piezas producidas por filo de la herramienta de corte: 16-30 piezas. - Inserto - Serie: SUMITOMO 225 SUMITOMO 805 SUMITOMO 656 - Tiempo de vida del filo de la herramienta: 60 min.

- Piezas producidas por filo de la herramienta de corte variable - Inserto - Marca: Kennametal CNMG 12-04-16MG, CNMG434MG, TNMG432MG - Tiempo de vida del filo de la herramienta: 60 min.

- Piezas producidas por filo de la herramienta de corte

variable Mantenimiento Se puede mejorar Se puede mejorar Se puede mejorar Se puede mejorar Parámetros de corte - 15 rpm - Prof. de corte: 1.0 a 2.43 mm - Avance: 4.35 a 7.10 mm - Vel. de corte: 122 a 182 m/ min. - Prof. de corte: 0.23 a 0.38 mm (0.009” a 0.015”) - Avance: 0.23 a 0.38 mm (0.009” a 0.015”) - 650 rpm - Prof. de corte: 0.18 a 0.38 mm (0.007” a 0.015”) - Avance: 0.18 a 0.38 mm (0.007”, 0.012” a 0.015”) - Vel. de corte: 80.0 a 122 m/ min - Prof. de corte: 0.23 a 0.38 mm (0.009” a 0.015”) - Avance: 0.23 a 0.38 mm (0.009” a 0.015”) Uso de refrigerante No Sí Sí Sí Material a procesar - Acero AISI 1018 - Tiene certificado de calidad: Sí - Le aplican algún control de calidad: Sí - Acero AISI 1018 - Tiene certificado de calidad: No - Le aplican algún control de calidad: No - Acero AISI 1018 - Tiene certificado de calidad: No - Le aplican algún control de calidad: No - Acero AISI 1045 - Tiene certificado de calidad: Sí

- Le aplican algún control de calidad: Sí

Tabla 39. Propuestas de solución por empresa Variables y/o elementos Bombardier Transportation Ejes tractivos S. A. de C. V. Mexicana de suministros agropecuarios S. A. de C. V. Mecánica Falk S. A. Máquina herramienta utilizada Aplicación de la teoría del maquinado para aumentar a 25 revoluciones por minuto.

Aplicar la teoría del maquinado, para aumentar la velocidad de corte a 182 m/ min. Herramienta de corte utilizada Probar insertos modernos, para aumentar los valores de los parámetros de corte.

Mantenimiento

Parámetros de corte Analizar el material que se va a procesar para ver por qué arranca material la herramienta de corte.

Determinar si el material es homogéneo.

Aumentar la velocidad de corte a 1500 rpm.

Análisis del material que se va a procesar para aumentar los valores de los parámetros de corte.

Uso de refrigerante No Sí Sí Sí Material a procesar Solicitar

certificado de calidad de materiales y herramientas de corte que se van a utilizar.

Solicitar certificado de calidad de materiales y herramientas de corte que se van a utilizar.

Nivel de capacitación de los operarios Dar capacitación para explotar la capacidad técnica de los tornos con CNC

Dar capacitación para explotar la capacidad técnica del torno con CNC

Dar capacitación para explotar la capacidad técnica del torno con CNC

Dar capacitación para explotar la capacidad técnica del torno con CNC Tiempo desaprovechado Contar con un almacén de herramientas cerca de las máquinas herramienta, evitar Contar con un almacén de herramientas cerca de las máquinas evitar pérdida de

Contar con un almacén de herramientas cerca de las máquinas para evitar pérdida de tiempo productivo

2.8.3. Identificación de las variables que integran el modelo matemático que se utiliza