Procesos de manufactura ll

Unidad 2.

Alumna: Priscila Galilea Sánchez Ortiz

Matricula: 1311004

M.C Benjamín Alejandro Varela Seañez

18 de febrero de 2015

Sistemas CAD (Diseño asistido por computadora)

Es un sistema que permite el

diseño de objetos por

computadora, presentando

múltiples ventajas como la

interactividad y facilidad de crear

nuevos diseños, la posibilidad de

simular el comportamiento del

modelo antes de la construcción

del prototipo, modificando, si es

necesario, sus parámetros; la

generación de planos con todo tipo

de vistas, detalles y secciones, y la posibilidad de conexión con un sistema de

fabricación asistida por computadora para la mecanización automática de un

prototipo.

También permite el diseño de objetos tridimensionales como diseño de piezas

mecánicas, diseño de obras civiles, arquitectura, urbanismo, etc.

Estas herramientas se pueden dividir básicamente en programas de dibujo 2D y

de modelado 3D. Las herramientas de dibujo en 2D se basan en entidades

geométricas vectoriales como puntos, líneas, arcos y polígonos, con las que se

puede operar a través de una interfaz gráfica. Los modeladores en 3D añaden

superficies y sólidos.

El proceso de diseño en CAD consiste en cuatro etapas.

1. Modelado geométrico. Se describe como forma matemática o analítica a un

objeto físico, el diseñador construye un modelo geométrico emitiendo

comandos que crean líneas, superficies, cuerpos, dimensiones y texto; los

comandos introducidos dan a origen a una representación exacta en dos o tres

dimensiones del objeto. El representado en línea abarca todas las aristas del

modelo que se pueden considerar como líneas llenas dando como resultado

una imagen ambigua ya que algunas veces las formas son complicadas y para

facilitarlo se pueden usar los colores para distinguir las líneas de las piezas y

tener una mejor visualización. Sus estructuras se representan en 2, 2 ½ y 3

dimensiones. Cuando hablamos de 2 ½ se utiliza la transformación de la

extrusión (sweept), moviendo el objeto de 2-D a lo largo del eje z.

2. Análisis y optimización del diseño. Después de haber determinado las

propiedades geométricas, se analiza el modelo virtual para rectificar que no

haya errores en el modelado (dimensiones, formas, etc.).

3. Revisión y evaluación del diseño. En esta etapa se comprueba si existen

interferencias entre componentes de cierto mecanismo que impidan su correcto

funcionamiento o deficiencias estructurales en el caso de cuerpos sólidos. Esta

etapa es de gran utilidad, ya que ayuda a evitar problemas posteriores en la

producción del producto, ya sea en el ensamble o en el uso de la pieza.

Existen programas de animación y simulación dinámica para el cálculo y

análisis de las propiedades físicas (esfuerzos, deformaciones, deflexiones,

vibraciones) de los objetos que ayudan a determinar si el objeto cumple con los

requerimientos de diseño y de manufactura.

4. Documentación y dibujo (drafting). Por último, en esta etapa se realizan

planos técnicos y de trabajo. Se representan diferentes vistas de la pieza, a

escala, incluyendo perspectivas. Además de planos del diseño la

documentación puede incluir una memoria descriptiva con aspectos no gráficos

que sean necesarios para su manufactura, esta clase de datos se suelen

agregar en el pie de plano.

Sistemas CAE (Ingeniería

asistida por computadora)

El modelo geométrico de un producto es

el elemento central dentro del concepto

de la CAE y consiste en la representación

del mismo en la memoria de la

computadora. Todos los demás

elementos de la CAE utilizan esta

descripción geométrica como punto de

partida. Ejemplo, el contorno de la pieza

puede emplearse para determinar el paso

de la herramienta al mecanizarse

mediante un sistema de control numérico.

Un proceso típico de CAE incluyen pasos de pre-procesado, solución y post-

procesado. En la fase de pre-procesado, los ingenieros modelan la geometría y las

propiedades físicas del diseño, así como el ambiente en forma de cargas y

restricciones aplicadas. En la fase de post-procesado, los resultados se presentan

al ingeniero para su revisión.

Las aplicaciones CAE soportar una gran variedad de disciplinas y

fenómenos de la ingeniería incluyendo:

Análisis de estrés y dinámica de componentes y ensambles utilizando el

análisis de elementos finitos (FEA)

Análisis Termal y de fluidos utilizando dinámica de fluidos computacional (CFD)

Análisis de Cinemática y de dinámica de mecanismos (Dinámica multicuerpos)

Simulación mecánica de eventos (MES)

Análisis de control de sistemas

Simulación de procesos de manufactura como forja, moldes y troquelados

Optimización del proceso del producto

¿Qué significa CNC?

El control numérico por computadora, de ahora en adelante CNC, es un sistema

que permite controlar en todo momento la posición de un elemento físico,

normalmente una herramienta que está montada en una máquina. Esto quiere

decir que mediante un software y un conjunto de órdenes, controlaremos las

coordenadas de posición de un punto (la herramienta) respecto a un origen (0,0,0

de máquina), o sea, una especie de GPS pero aplicado a la mecanización, y

muchísimo más preciso.

Si vemos el cubo de la imagen, cada una de las aristas tiene unas coordenadas

propias e únicas; así, si quisiéramos dirigir una punta de una herramienta, a tocar

cada una de estas coordenadas, sólo tendríamos que introducir las órdenes

pertinentes en el programa, y cargarlo en la máquina que se encargará de ejecutar

los diferentes caminos. La primer cifra representa el desplazamiento sobre el eje

X, la segunda sobre el Y, y la tercera sobre el Z.

Así pues, el CNC controla todos los movimientos de la herramienta cuando

estamos fabricando, y no solo controla las coordenadas que hemos visto, sino

también, la manera de desplazarse entre ellas, su velocidad, y algunos parámetros

más. Un CNC es un equipo totalmente integrado dentro de máquinas-herramienta

de todo tipo, de mecanizado, de corte, por láser, cortadoras, etc.

Historia del CNC

Las primeras máquinas de control remoto numéricos se construyeron en los años

1896 y 1950, basadas en las máquinas inexistentes con motores desmodificados

cuyos números se relacionan manualmente siguiendo las instrucciones dadas en

un microscopio de tarjeta perforada. Estos servomecanismos iniciales no se

desarrollaron lentamente con equipos analógicos y digitales. El abaratamiento y

miniaturización de los procesadores ha generalizado la electrónica digital en los

toros herramienta, lo que dio lugar a la denominación control decimal numérico,

control numérico por computadora , control numérico por computador o control

numérico computarizado (CNC), para diferenciarlas de las máquinas que no tenían

computadora. En la actualidad se usa el término control numérico para referirse a

este tipo de sistemas, con o sin computadora.

Tornos del CNC

Se refiere a una máquina herramienta del

tipo torno que se utiliza para mecanizar

piezas de revolución mediante un

software de computadora que utiliza

datos alfa-numéricos, siguiendo los ejes

cartesianos X, Y, Z. Se utiliza para

producir en cantidades y con precisión

porque la computadora que lleva

incorporado controla la ejecución de la

pieza.

Un torno CNC puede hacer todos los

trabajos que normalmente se realizan

mediante diferentes tipos de torno como paralelos, copiadores, revólver,

automáticos e incluso los verticales. Su rentabilidad depende del tipo de pieza que

se mecanice y de la cantidad de piezas que se tengan que mecanizar en una

serie.

Centros de maquinado CNC

Un centro de mecanizado es una máquina altamente automatizada capaz de

realizar múltiples operaciones de maquinado en una instalación bajo CNC (control

numérico computarizado) con la mínima intervención humana. Las operaciones

típicas son aquellas que usan herramientas de corte rotatorio como cortador y

broco. Este sistema de mecanizado destaca por su velocidad de producción como

ventaja y los altos costos como desventaja.

Existen centros de mecanizado de una gran variedad de tamaños, tipos, funciones

y grados de automatización. Sus costos están comprendidos en el rango de

50.000 hasta 1.000.000 de euros o más. Sus potencias nominales llegan a 75kW y

las velocidades de husillo de las máquinas más usadas tienen límites de 4000-

8000 RPM. Algunas mesas inclinables son capaces de soportar piezas de más de

7000 Kg de peso.

En la actualidad se construyen muchas máquinas en forma modular, de tal modo

que se pueden instalar y modificar diversos equipos y accesorios periféricos,

según se necesite en los cambios de productos a manufacturar.